До середины XIX в. для измерения атмосферного давления применяли лишь жидкостные (главным образом, ртутные) барометры, изобретенные Э. Торричелли. В 1844 г. Л. Види сконструировал новый, безжидкостный барометр, получивший название барометр-анероид (от греческого слова «анерос» - безжидкостный).

Устройство барометра-анероида показано на рисунке 121. Его основной частью является круглая металлическая коробка 1 с волнистыми (гофрированными) основаниями. Путем откачивания воздуха внутри этой коробки создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается, и ее верхняя (прогибающаяся) поверхность начинает тянуть прикрепленную к ней пружину 2 . При уменьшении давления пружина разгибается, и верхнее основание коробки приподнимается. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4 . Эта стрелка перемещается по шкале 5 . Градуировку шкалы анероида осуществляют и выверяют по показаниям ртутного барометра. Барометры-анероиды менее надежны, чем ртутные, так как содержащиеся в них пружины и мембраны со временем изменяют свою упругость. Однако вследствие своей портативности и отсутствия жидкости они более удобны в обращении и потому широко используются на практике.

Барометры являются необходимыми приборами в метеорологических исследованиях, так как знание атмосферного давления важно для предсказания погоды на ближайшие дни.

Чувствительность анероидов настолько высока, что даже при поднятии барометра на 2-3 м стрелка-указатель прибора заметно перемещается. Это позволяет обнаружить постепенное изменение атмосферного давления даже при перемещении по лестнице дома или на эскалаторе в метро.

С увеличением высоты над землей давление воздуха уменьшается. Поднимаясь с барометром в аэростате, можно измерить давление атмосферы на разных высотах. При небольших подъемах в среднем на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. На высоте 6 км давление воздуха примерно вдвое меньше, чем на поверхности Земли.

Знание зависимости атмосферного давления от высоты позволяет использовать барометры-анероиды в качестве высотомеров . Поскольку каждому значению атмосферного давления соответствует своя высота над уровнем моря, то шкалу этих приборов можно сразу проградуировать в метрах (или километрах).

Барометрические высотомеры, используемые в авиации, иначе называют альтиметрами . С их помощью летчики определяют высоту полета самолетов.

1. Какие два вида барометров вы знаете? 2. Как устроен барометр-анероид? 3. Как изменяется давление атмосферы при увеличении высоты над Землей? Почему? 4. Каким образом можно определить высоту полета самолета? Как называется служащий для этого прибор? 5. Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме иад землей увеличивается в объеме?

Барометр измеряет атмосферное давление, с его помощью можно спрогнозировать погоду в течение ближайших 12-24 часов. В зависимости от вашего места проживания и делений на измерительном приборе, атмосферное давление может измеряться в миллиметрах ртутного столба или гектопаскалях. Чтобы определить, повышается атмосферное давление или падает, необходимо правильно откалибровать барометр. Прежде чем использовать новый барометр для точного измерения атмосферного давления, его сначала нужно настроить.

Шаги

Часть 1

Настройка барометра

Купите барометр. В продаже можно найти барометры трех типов. Если вы являетесь владельцем старого барометра, то это будет либо ртутный барометр, либо анероид. Анероид или электронный барометр куда чаще можно найти в магазинах. Перед покупкой барометра узнайте, для какой высоты он предназначен. Не все барометры годятся для работы на большой высоте, поэтому, если вы живете высоко над уровнем моря, приобретите тот, который вам подходит. Вот краткие описания барометров каждого типа:

Узнайте текущее атмосферное давление в вашем регионе. Если вы решили использовать анероид, первым делом нужно откалибровать его под ваше местожительство. Прослушайте местный прогноз погоды, чтобы узнать текущее атмосферное давление. Убедитесь, что показатели соответствуют именно вашей области. Даже несколько километров разницы могут повлиять на показания барометра.

Установите стрелку-указатель на своем барометре. Найдите небольшой регулировочный винт на задней панели барометра. Небольшой отверткой поверните регулировочный винт так, чтобы стрелка указывала на текущее атмосферное давление. Следите за шкалой и остановитесь, когда стрелка покажет правильные показания.

• Если вы используете ртутный барометр, вам придется преобразовать его показания.
• Цифровые барометры имеют датчики, которые автоматически настраиваются на определенную высоту.

1. Повесьте барометр там, где вам хочется. Без разницы, где будет висеть барометр – на внутренней стороне стены или на внешней. На показатель давления это никоим образом не повлияет. Не вешайте его рядом с местами, возле которых происходят частые изменения температуры, например, рядом с ванной или обогревателем.

   Время от времени проверяйте правильность работы вашего барометра. Если вы подозреваете, что барометр выдает неточные показания, его можно проверить довольно простым способом. Если барометр висит на стене, осторожно отклоните его нижний край так, чтобы угол между барометром и стеной составил примерно 45 градусов.

   Часть 2

   Использование барометра

   1. Отрегулируйте положение указателя под текущие показания. Поверните центральную ручку барометра так, чтобы стрелка находилась непосредственно над стрелкой-указателем (текущее атмосферное давление в вашей местности). В центре регулируемого указателя расположена зубчатая стрелка.

      • Регулируемый указатель служит основой для определения изменений в давлении.
      • Учтите, что этот указатель присутствует только на анероиде. Если у вас электронный барометр, можете просто проверить предыдущие показания.
      • Если у вас ртутный барометр, а вы находитесь над уровнем моря, то вам нужно скорректировать высоту.

   2. Скорректируйте палковидный барометр согласно высоты. Чтобы точно измерить атмосферное давление при помощи палкового барометра, нужно скорректировать показания согласно высоты над уровнем моря, используя переводную таблицу. Посмотрите на барометр и запишите, на какой отметке остановилась ртуть. Давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

      Проверьте показания через час. Именно изменения в атмосферном давлении позволяют предсказать погоду с помощью барометра. Проверяйте показания каждые несколько часов, чтобы узнать, меняется давление или нет.

      Записывайте изменения в давлении. Ведите журнал всех показаний, снятых с барометра. Начертите график изменения давления за день, чтобы вам было легче спрогнозировать погоду. Давление поднимается? Падает? Остается неизменным? Ответы на эти вопросы помогут вам с прогнозом погоды.

Барометр-анероид – что это? Его внешний вид, конструкция, принцип и особенности работы. Преимущества и недостатки анероида в сравнении с другими барометрами.

Прибор, определяющий изменение атмосферного давления механическим способом, называется барометром-анероидом. В отличие от, например, ртутного барометра, данный тип характеризуется работой без участия жидкостей.

Конструкция барометра-анероида

Барометр-анероид представляет собой круглую коробку из металла с ребристыми основаниями. Важно, чтобы основания были именно гофрированными. Благодаря им, центр коробки обладает необходимой подвижностью.

Внутри коробки искусственно создан сильно разреженный воздух. Соответственно, когда происходит изменение атмосферного давления, она видоизменяется: при повышении сжимается, а при понижении- увеличивается в размере.

Это происходит, благодаря наличию внутри неё возвратной пружины. Именно она отвечает за деформации коробки. К ней же прикреплена стрелка указателя, которая свободно перемещается по шкале, фиксируя значения давления. Показатели шкалы соответствуют показателям ртутного барометра.

Анероиды не обладают внушительными размерами, просты в использовании, не требуют наличия жидкости, и поэтому получили широкое практическое применение.

Проблемы с точностью, методы их решения и поправки к барометрам-анероидам

По сравнению со ртутным барометром, показания анероида имеют некоторые неточности. Он подвержен воздействию температуры и длительности эксплуатации. На сегодняшний день, для устранения недостатков, разработчики предлагают дополнять конструкцию прибора термометром. Его также называют компенсатором, и он вносит поправки на температуру.

Всего же существует три поправки, которые обязательно нужно учитывать при работе с барометром-анероидом:

• поправка на шкалу. Означает, что барометр даёт разную реакцию на разных делениях шкалы;
• поправка на температуру. Определяет, насколько свойства коробки и возвратной пружины зависят от температуры;
• добавочная поправка. Определяет зависимость коробки и пружины от действия времени.

Барометры как предмет интерьера

Строение анероида таково, что даёт возможность мастерам делать корпус прибора деревянным. В случае использования дорогих пород дерева, барометр может стать настоящим украшением интерьера. Ну а сугубо для рабочих целей, корпус для практичности производят из обычного пластика или металла.

Современный человек с самого детства получает доступ к сложным и функциональным электронным приборам. Такая доступность техники привела к тому, что классические устройства почти не вызывают интереса и пылятся на полках в полном забытьи. Все эти компасы, термометры и барометры, с помощью которых наши деды и даже еще родители ориентировались в мире и оценивали состояние окружающей среды, кажутся устаревшими и скучными игрушками. И напрасно. Вот именно о барометре и хотелось бы поговорить подробнее. Потому что, даже несмотря на очевидный и стремительный технический прогресс, этот прибор остается незаменимым помощником для определения атмосферного давления. А оно одинаково влияло и влияет что на нас, что на наших предков. И даже сегодня, когда у каждого в кармане может оказаться портативная метеостанция, в основе ее работы все равно лежит принцип того самого барометра.

Разумеется, сейчас барометры отличаются от своих древнейших прототипов – и внешне, и конструктивно, и функционально. Но суть их действия осталась прежней, и она незаменима для каждого человека, живущего не в условиях полной изоляции от мира вокруг и дышащего воздухом. Атмосферное давление влияет на всех и вся. И, если замечаем мы обычно погоду и ее явления, такие как солнце, дождь, ветер, то стоит задуматься о том, что все эти проявления можно предсказать заранее, измерив барометром атмосферное давление. Такие замеры помогают заранее подготовиться к предстоящим перепадам метеозависимым людям и тем, кто просто отправляется в дальнюю поездку и хочет знать, какая погода будет сопровождать его в пути. Для этого можно просто посмотреть прогноз по телевизору или в интернете, но гораздо надежнее самому контролировать происходящее. А для этого не помешает научиться пользоваться барометром.

Строение и функции барометра
Барометр – это прибор, который измеряет давление атмосферы и показывает результаты этих замеров в понятных человеку величинах. Но он не обладает искусственным интеллектом и не имеет прямой связи с космическими спутниками. Так как же он это делает? Да очень просто. В основу действия простейшего барометра была положена способность жидкости двигаться под давлением воздуха. Той первой использованной с этой целью жидкостью оказалась ртуть, заключенная в тонкую вертикально ориентированную стеклянную трубку. Автор этой конструкции, Евангелиста Торричелли, еще в 1643 году додумался опустить запаянную с верхнего конца полую трубку в сосуд с ртутью и наблюдать, как под давлением «ртутный столб» поднимается или опускается.

Поговаривают, что на то гениальное по тем временам изобретение его вдохновил сам Галилей. Но, как бы там ни было, ртутный барометр был достаточно опасным прибором, а потому практически с момента его создания начались поиски других вариантов, не предполагающих использования токсических жидкостей. Найти удовлетворительный способ удалось лишь к середине XIX века, когда соотечественник Торричелли Люсьен Види явил миру изобретенный им безртутный и вообще безжидкостный барометр, который закономерно окрестили анероидом (на латыни – «без жидкости»). Барометр-анероид сразу пришелся по душе морякам, потому что выдерживал корабельную качку и тряску, и они пользуются похожими устройствами по сей день. По сути, в них тоже нет ничего сложного: просто металлическая коробка с тонкими стенками, внутри которой находится вакуум или очень разреженный воздух. Давление воздуха прогибает металл, а он, в свою очередь, тянет присоединенную пружину. К пружине прикреплена стрелка, указывающая на деления шкалы.

Основное достоинство этой конструкции – безопасность и доступность. Основной недостаток – небольшая, по сравнению с ртутным столбиком, точность. Поэтому, как ни забавно, но показания анероидов иногда перепроверяют с помощью жидкостных барометров. Для путешественников и поклонников яхтенного спорта точность показаний очень важна. Как ни странно, многие из них до сих пор пользуются классическими анероидами – то ли в этом есть определенный шарм, то ли сказывается консервативность. Хотя на сегодняшний день проблема погрешности измерений практически исчезла, и традиционные модели барометров играют роль скорее статусных сувениров и стильного декора, чем измерительных приборов.

При необходимости узнать атмосферное давление гораздо проще воспользоваться компактным электронным барометром. В нем металлические пластины успешно заменены микроскопическими конденсаторами и схемами, иногда - кристаллами. Такое цифровое устройство запросто встраивается в наручные часы и/или радиоприемник, не занимает много место и не подводит в предоставляемых данных. Более того, в последнее время появились даже барометры, встроенные в мобильные телефоны, и специальные приложения для смартфонов, не только измеряющие давление, но и связанные с GPS-навигаторами. Другими словами, нет ничего проще, чем узнать текущее и грядущее состояние атмосферы, погоду на завтра в разных точках земного шара. Но, если бы не первые барометры, изобретенные почти полтысячелетия назад, об этом новомодном комфорте можно было бы только мечтать.

Правила использования барометра
Итак, существует несколько типов приборов для измерения атмосферного давления, каждый из которых является, по сути, барометром, и имеет при этом свои особенности, достоинства и недостатки. Но, если вы все же решили не ограничиваться суперсовременными девайсами и освоить применение классического барометра, значит, на то есть весомые причины. В ряде случаев это может быть желание понимать устройство традиционной техники, стремление к классическому стилю в интерьере и быту, или просто любопытство. Бывает, что настольный барометр дарят в качестве дорогого сувенира, и жаль не использовать новую красивую вещь. В любом случае, вам пригодятся следующие подсказки по использованию барометра в домашних условиях:

1. Ртутный барометр покажет атмосферное давление в миллиметрах на ртутном столбе. Ртуть (возможно, другая, более безопасная, окрашенная жидкость) находится внутри колбы, на которую нанесены деления. Величина каждого деления зависит от размеров каждого конкретного барометра, уточните ее во избежание ошибки. Затем просто посмотрите, как высоко поднялся столбик внутри колбы и на какую цифру он указывает. Обратите внимание, что барометр при этом должен находиться строго на уровне ваших глаз, иначе показания получатся искаженными. Старайтесь не сдвигать прибор и вообще не трогать его руками, потому что его чувствительность очень высока, и данные могут сбиться.
   Ртутный барометр – это простейший прибор, и он показывает только состояние атмосферы непосредственно вокруг себя, в помещении, где он размещен. Поэтому оценить с его помощью давление за окном или даже в соседней комнате может быть проблематично. Для того придется перенести барометр на новое место и подождать, пока он адаптируется к новым условиям. Тем не менее, именно такой барометр долгое время был самым распространенным устройством для измерения давления, и освоить его не труднее, чем научиться пользоваться бытовым термометром. Сегодня в большинстве жилых домов и офисов используются более современные и функциональные барометры, но ртутную модель при необходимости по-прежнему можно найти и купить в аптеке или магазине хозяйственных товаров.
   
2. Анероидная коробка. Она может располагаться на столе, быть подвешенной к стене в спальне (это до сих пор можно встретить в домах пожилых людей, самочувствие которых зависит от атмосферных перепадов) или крепиться к оконному стеклу. Размер этого прибора может быть разным, от совсем миниатюрного кругляша до впечатляющей по диаметру «шайбы». Но внешне он всегда представляет собой циферблат с подвижной стрелкой над ним. На циферблате, помимо числовых обозначений, могут быть написаны слова, такие как: «Ясно», «Сухо», «Переменно», «Дождь», «Шторм» и т.п. Как не трудно догадаться, эти подсказки служат для еще более простого использования барометра.
   По большому счету, вам нужно всего лишь посмотреть, на какое слово указывает стрелка барометра в данный момент. Все технические тонкости останутся за пределами вашего внимания и не должны вас волновать, потому что необходимая информация в простой и понятной форме уже перед вашими глазами. Со своей стороны вы можете поучаствовать в составлении краткосрочного прогноза и наблюдениях за изменениями в атмосфере, если конструкция вашего барометра предполагает наличие не одной, а двух стрелок. Дополнительную стрелку вы можете поворачивать по тому же принципу, по которому устанавливаете механический будильник. Если сопоставите ее со второй стрелкой, то через время сможете заметить, произошли ли изменения относительно этого положения – то есть, изменилось ли давление, и, если да, то в какую сторону.
   
3. Электронный барометр еще более прост в использовании, чем классический анероид. Чаще всего его называют метеостанцией за возможность совмещения сразу нескольких функций и достаточно подробного слежения за погодными изменениями и прогнозами. Единственная сложность, которая может возникнуть у вас при считывании показаний, это путаница среди множества цифр и значков, выводимых на дисплей цифрового барометра. Действительно, в погоне за внешней эффектностью и дизайнерскими изысками многие производители электроники забывают о том, что любое устройство должно быть в первую очередь удобным на практике. В этом и заключается главная задача эргономики корпуса и экрана барометра, а вовсе не в его футуристичном и поражающем воображение дизайне.
   Электронный барометр обычно имеет корпус и гибкий датчик, предназначенный для размещения за окном. Чувствительно окончание датчика фиксирует любые изменения влажности, давления, силы и направления ветра на улице, а экран на корпусе тут же (или с минимальной временной задержкой) демонстрирует вам информацию об этом. Даже в самых простых цифровых моделях барометров можно увидеть текущее время, температуру воздуха (на улице и/или в помещении), влажность воздуха и, конечно, атмосферное давление. Последнее традиционно передано в условных «миллиметрах ртутного столба». И хотя никакого ртутного столба внутри барометра нет, но эти единицы измерения считаются общепринятыми, когда речь идет об измерении давления. Скорее всего, ваш электронный барометр не ограничивается цифровыми показателями и заодно разнообразит данные картинками-иконками, изображающими солнышко, тучки или дождик.
   

Любой барометр, механический или электронный, нуждается в правильном уходе. В противном случае не исключены сбои в его работе и нарушение показаний. При покупке обязательно обратите внимание на упаковку прибора: она должна быть неповрежденной, надежной и желательно многослойной (коробка, оберточная бумага, мягкий полиэтилен). При распаковке будьте особенно осторожны со стеклом циферблата и/или краном барометра, чтобы не расколоть его и не поцарапать. В случае загрязнения протереть стекло можно мягкой салфеткой, смоченной в специальном, ни в коем случае не абразивном, средстве. Полироль для экрана компьютера, телефона или телевизора вполне подойдет для этой цели. Берегите барометр от падений, ударов и других механических повреждений. Для этого убедитесь, что он прочно закреплен на стене, устойчиво расположен на полке или тумбочке. И, хотя современные барометры не содержат ртути и других отравляющих химикатов, использование поврежденного барометра все же нежелательно в помещении, где часто находятся люди, а тем более в спальне или детской комнате.

И напоследок осталось решить, какой же тип барометра выбрать для личного использования. Никаких жестких рекомендаций здесь быть не может, а вы вольны ориентироваться на собственный вкус, модные тенденции, стиль интерьера или просто сложившиеся обстоятельства. Главное, чтобы вам было удобно пользоваться им, а информация об атмосферном давлении и других погодных параметрах была наглядной, понятной и удобной для восприятия. Ведь первоочередная функция барометра заключается именно в этом: своевременно и максимально точно оповещать вас о состоянии окружающей среды. Ориентируясь на нее, вы сможете спланировать свой день наперед, что особенно важно для представителей подвижных профессий, увлеченных охотников, рыболовов и туристов. Для них барометр просто незаменим, а потому станет отличным подарком на любой праздник или просто без повода, как знак уважения к их деятельности.

Содержание статьи

БАРОМЕТР, прибор для измерения давления атмосферного воздуха. Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности. Земная атмосфера, простирающаяся на сотни километров вверх, оказывает давление на поверхность Земли; барометр и служит для измерения этого давления. Атмосферное, или барометрическое, давление измеряется в миллиметрах ртутного столба и в паскалях (см. ниже ).

Изменения атмосферного давления, как правило, бывают связаны с изменениями погодных условий. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Отмечая на карте изменения давления, можно определять направление ветров и перемещение циклонов. Линии равного давления называются изобарами от греч. isos (равный) и baros (тяжесть). Барометры были приспособлены для измерения высоты, так как давление атмосферного воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Такими приборами (альтиметрами) оборудуются самолеты, их берут с собой альпинисты.

Существуют два основных типа барометров – ртутный и анероид. Ртутный барометр более точен и надежен, чем анероид. Анероид же более компактен и удобен, его можно сделать карманным.

Ртутный барометр.

Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В простейшем виде (рис. 1) он представляет собой наполненную ртутью стеклянную трубку длиной ок. 80 см, запаянную на одном конце и открытую с другого, погруженную открытым концом в чашку (иногда называемую цистерной) со ртутью. В барометрической трубке нет воздуха, и пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой.

Чтобы сделать ртутный барометр, нужно сначала наполнить трубку ртутью. Затем, закрыв открытый конец трубки, погрузить его в ртуть, находящуюся в чашке. Стоит отнять преграду с погруженного конца трубки, как ртуть в трубке опустится настолько, что давление ее столба уравновесится атмосферным давлением, действующим на поверхность ртути в чашке. После этого атмосферное давление можно измерить как высоту h столба ртути, который оно уравновешивает. При изменении атмосферного давления высота столба будет изменяться. Среднее атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. = 133,3 Па).

Анероид.

В анероиде (рис. 2) жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, и имеется рычажная передаточная система, которая поворачивает стрелку, движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру. Как и у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкале анероида могут быть сделаны надписи («дождь», «переменно», «ясно», «очень сухо»), указывающие на погодные условия.

Анероид меньше ртутного барометра, и его показания легче снимать. Им можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и пр. Если к его стрелке прикрепить перо, то он будет записывать показания. Такие барографы, т.е. анероиды, регистрирующие барометрическое давление, имеются на всех метеостанциях.